Bir-MnO 2 /rGO复合电极材料的制备及电化学性能研究

发布时间：2021-09-12 13:51

　　电化学电容器（Electrochemical Capacitors,ECs）是一种新型储能元件,具有优于化学电源的性能如循环寿命长、功率密度高、环境友好无污染等,其电极材料的研制是重点和难点之一。MnO₂是赝电容电极材料,储蓄丰富、电位窗口宽、理论比容量高达1370F/g、环境友好。然而,MnO₂自身导电性差、结构不稳定,解决此问题的有效途径是将MnO₂与其它电极材料复合。石墨烯因导电性好、比表面积大、机械性能好,可以为MnO₂的沉积提供很好的支撑。本论文制备出新型Bir-MnO₂/r GO复合电极材料,即在rGO基底上垂直生长MnO₂纳米片阵列,拟通过调控反应时间,更深入、更全面地研究Bir-MnO₂/rGO复合电极材料的生长机理。然而,rGO作为基底,生产周期长且容易堆叠发生团聚,影响其性能,3D多孔碳材料的制备有望解决以上问题。本文主要工作是:（1）利用水热法在r GO表面原位生长层状Bir-MnO₂,通过... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 电化学电容器概述
        1.2.1 电化学电容器的定义和特点
        1.2.2 电化学电容器的结构
        1.2.3 电化学电容器的分类
        1.2.4 电化学电容器的工作原理
        1.2.5 电化学电容器的应用
    1.3 电化学电容器的电极材料
        1.3.1 碳材料
        1.3.2 过渡金属氧化物
        1.3.3 导电聚合物
    1.4 论文的选题及意义
第二章 实验方法与表征
    2.1 实验药品和仪器
    2.2 材料形貌的表征
        2.2.1 X射线衍射分析 (XRD)
        2.2.2 拉曼光谱分析 (Raman)
        2.2.3 扫描电子显微镜 (SEM)
        2.2.4 透射电子显微镜 (TEM)
    2.3 材料电化学性能的测试
        2.3.1 循环伏安测试 (CV)
        2.3.2 恒电流充放电测试 (GCD)
        2.3.3 电化学阻抗测试 (EIS)
第三章 Bir-MnO_2/rGO复合电极材料的制备及形成机理的探索
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 氧化石墨烯(GO)的制备与还原
        3.2.2 Bir-MnO_2/rGO纳米复合材料的制备
        3.2.3 电极的制备
        3.2.4 电极的测试
    3.3 GO与rGO结构、形貌和电化学性能的研究
        3.3.1 GO与rGO结构的探索
        3.3.2 GO和rGO含氧官能团的探索
        3.3.3 GO形貌的探索
        3.3.4 rGO电化学性能的研究
    3.4 Bir-MnO_2/rGO复合材料结构、形貌和电化学性能的研究
        3.4.1 材料的结构与形貌
        3.4.2 材料的电容性能
        3.4.3 材料的形成机理
    3.5 本章小结
第四章 三维网络碳材料的制备及电化学性能的研究
    4.1 引言
    4.2 实验方法
    4.3 结果和讨论
        4.3.1 结构形貌
        4.3.2 电化学性能的研究
    4.4 本章小结
第五章 结论和展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
硕士期间研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]超级电容器电极材料研究进展[J]. 谢小英,张辰,杨全红.  化学工业与工程. 2014(01)
[2]石墨烯的制备与表征[J]. 马文石,周俊文,程顺喜.  高校化学工程学报. 2010(04)
[3]二氧化锰及相关锰氧化物的晶体结构、制备及放电性能（1）[J]. 夏熙.  电池. 2004(06)
[4]现代大型分析测试仪器系列讲座之二 透射电子显微镜[J]. 吴晓京.  上海计量测试. 2002(03)
[5]超级电容器的应用与展望[J]. 牧伟芳,蔡克迪,金振兴,张庆国.  炭素. 2010 (01)

博士论文
[1]基于氧化石墨烯纳米片柔性三维结构的制备及其在电化学电容器中的应用[D]. 龚成师.兰州大学 2014
[2]基于Bir-MnO2的复合电极材料设计、制备及电容性能研究[D]. 刘颖.兰州大学 2014
[3]电化学电容器电极材料研究[D]. 邓梅根.电子科技大学 2005

硕士论文
[1]基于锰氧化物复合的超级电容器电极材料的制备及电化学性能研究[D]. 赵云霄.吉林大学 2013



本文编号：3394339